[其他]固液体两用杠杆直读式密度计

说明书

本实用新型与质量的测量有关，即可测量固体的密度，又可测量液体的密度。

公知的杠杆密度计用途是单一的，或者只能测量固体的密度，或者只能测量液体的密度，测量范围比较狭窄。

本实用新型的目的是：纠正公知的密度计所存在的不足，密度的测定由单一的用途扩展为可测定固、液体密度的两用密度计，并增加了测定的数值范围。

实用新型是这样实现的：根据杠杆原理和阿基米德定律，在杠杆上刻有固体和液体两种密度刻度尺，用游标代替指示重锤指示密度值，将杠杆放置在升降杆上，升降杆插入立架，为防止杠杆翻倒，在立架上端装有杠杆托架。测量前首先调节底座使其保持水平，然后调节杠杆平衡，将游标放置在杠杆右端A点，被测物体挂在杠杆左端并移动至杠杆平衡为止，将被测物体浸入液体中，移动游标至杠杆平衡位置，游标指示的刻度即为被测物体的密度。若测量液体的密度，只需加个铝制重锤即可，测量方法同上。

本实用新型有如下优点：

1.用途广泛，即可作学校物理实验用的教学仪器，也可供地质、化工、石油、银行、医院和科研单位测定固体和液体密度。

2.测量方法简便，迅速；读数准确。

实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出：

图1是实用新型的结构示意图。

下面结合图1详细说明依据本实用新型提出的具体细节及工作情况。

密度计包括杠杆〔1〕，立架〔11〕，盛液体杯〔16〕和铝制重锤〔20〕。杠杆〔1〕的中部下端有一刀口〔2〕，杠杆〔1〕的右边刻有固体密度刻度尺〔3〕和液体密度刻度尺〔4〕，游标〔5〕相当于指示重锤来指示刻度，调平螺旋〔6〕用以调整杠杆〔1〕的平衡，并通过杠杆〔1〕左端的水平指针〔7〕和安装在立架〔11〕上的标尺〔8〕来确定是否平衡。立架〔11〕安装在底座〔15〕上，立架〔11〕上装有升降杆〔9〕，将杠杆〔1〕放置在升降杆〔9〕上，升降杆〔9〕的固定通过固定螺旋〔10〕来实现。在立架〔11〕的中部钻孔攻丝，将螺丝〔12〕旋入孔中，将小锥锤〔13〕吊在螺丝〔12〕上，并与底座〔15〕的小锥体〔14〕呈一条直线，以此判断仪器是否处于水平状态。为了使底座〔15〕保持水平，在底座〔15〕上装有2个调整螺丝〔19〕，为防止杠杆〔1〕翻倒，在立架〔11〕的上部装有杠杆托架〔18〕。当测量固体密度时，先将游标〔5〕移动至A点，将被测固体〔17〕挂在杠杆〔1〕的左端，移动至使杠杆〔1〕平衡的为止，被测固体离刀口的距离不变，调节升降杆〔9〕，使被测固体〔17〕浸入液体中，再移动游标〔5〕使杠杆〔1〕重新平衡，杠杆〔1〕平衡后，游标〔5〕指示的固体密度刻度尺〔3〕的刻度即为被测固体〔17〕的密度。

图2是铝制重锤〔20〕的示意图。

当测量液体密度时，先将游标〔5〕移动至A点，将铝制重锤〔20〕挂在杠杆〔1〕的左端，移动至使杠杆〔1〕平衡的位置，将铝制重锤〔20〕浸入被测液体中，移动游标〔5〕到杠杆〔1〕重新平衡的位置，游标〔5〕指示的液体密度刻度尺〔4〕上的刻度，即为被测液体的密度。铝制重锤的重量为50克。

固、液体两用杠杆直读式密度计的刻度原理结合图3和图4加以说明。

如图3所示，设指示重锤重量为P，被测固体重量为G，将指示重锤和被测固体挂在杠杆两端，设杠杆平衡时臂长分别为OA和OC，根据杠杆平衡条件得：

G·OC＝P·OA……（1）

然后，OC臂长不变；将被测固体G放入玻璃杯的液体中，调节指示重锤P的位置，若重锤移至B点时，杠杆第二次平衡，如图4所示。这时：

（G－F_浮）·OC＝P·OB

即 （G－F_浮）·OC＝P（OA－AB）……（2）

（1）＋（2）式得

(G)/(G－F_浮) ＝ (OA)/(OA－AB)

移项整理得：

G·AB＝F_浮·OA……（3）

∵G＝mg F_浮＝ρ·g·V_排V＝V_排代入（3）式得 m·g·AB＝ρ_液·g·V·OA

(m)/(V) ＝ (OA·ρ)/(AB) ∵ρ＝ (m)/(V) ρ＝ (OA·ρ_液)/(AB)

…（4）

注：式中F_浮＝液体的浮力

V＝物体的体积 V_排＝物体排水体积

ρ_液＝液体的密度